哈尔滨学院本科毕业论文(设计)
第二章 结构设计
2.1 截面尺寸估算
2.1.1梁板截面尺寸估算
框架梁截面高度h，按梁跨度的110~118确定。取梁高为600mm，框架截面宽度取梁高的一半，梁宽为300mm。板的最小厚度为(130~135)l，考虑板的挠度及裂缝的宽度的限制及在板中铺设管线等因素，根据经验取板厚为120mm。
2.1.2柱截面尺寸估算
根据柱支承的楼板面积计算，由竖向荷载作用下产生的轴力，并按轴压比控制估算柱截面面积。估算柱截面时,楼层荷载按11-14kN/㎡计,本工程边柱按 14 kN/㎡,中柱按13kN/㎡计。
负荷面为
4.2?6.9的边柱轴力， 2Nv=
负荷面为
4.2?6.9×14×13×1.25=2503.87kN 2(6.9?3.3)?4.2的中柱轴力，
2Nv=
(6.9?3.3)?4.2×13×13×1.25=3032.64kN
2各柱轴向力虽然不同，但为施工方便和美观，往往对柱截面进行合并归类。本工程将柱截面归并为一种取轴力最大的柱估算截面面积。
考虑风荷载作用并考虑屋面活荷：取N=(1.05~1.10) Nv，本工程取N=1.1Nv，柱轴比控制值查表得?N=0.85其中?N?N Acfc2754.26?103NAc===194030mm2
16.7?0.85fc??N设柱为正方形柱边长b?h?Ac?194030?440.4mm
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结合实际情况并综合考虑其他因素，取柱1～7层的截面为0.5m×0.5m,
1.1?NvN??0.66?0.9 符合要求。 2Acfc500?16.7轴压比满足要求。
2.2 荷载汇集
2.2.1竖向荷载
1．楼面荷载。
楼面的活荷按荷载规范的规定，娱乐中心房间活荷取2.0kN/㎡,厕所、走廊、楼梯间活荷取2.0kN/㎡。
混凝土楼板（板厚80㎜） 25?0.12?3KN/m2 20厚1：3水泥砂浆抹灰（楼板20㎜厚） 20?0.02?0.4KN/m2 陶瓷地面砖 0.55KN/m2 内隔墙为200㎜厚陶粒混凝土砌块，砌块容重6kN/m3两侧各抹水泥砂浆20mm厚
6?0.2?20?0.02?2?2KN/m2
外墙为250厚陶粒混凝土砌块，墙外侧贴80mm厚挤塑板,两侧抹水泥砂浆20mm厚 6?0.25?20?0.02?2?1.7?0.08?1.44KN/m2
总计 ： 7kN 2．屋面荷载
刚性防水卷材 0.35KN/m2 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 20?0.02?2?0.8KN/m2 80m厚挤塑板保温层 1.7?0.08?0.136KN/m2 150mm厚1：6水泥砂浆找坡3% 14?0.15?2.1KN/m2 SBS(3+3)改性沥青防水卷材 0.35KN/m2 120mm厚现浇钢筋混凝土楼板 25?0.12=3KN/m2
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合计： 7.65KN/m2
上人屋面活荷 2KN/m2
基本雪压 0.45KN/m2
2.2.2水平风荷载
查风荷载规范中50年一遇全国基本风压分布图中的数值为0.55KN/m2。根据荷载规范
规定，对于多层建筑结构，其基本风压按基本分布图中数值乘以1.1后采用。即
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值?k按下式计算。 ?0?1.1?0.55?0.605KN/m2 ?k??z?s?z?0
?s-风荷载体型系数,由荷载规定可知，矩形平面建筑风荷载体型系数?s?1.3。
?z-风高压变化系数，本工程按地面粗糙度类别为C类计算查表?z之值。 ?z-风振系数?z?1?Hi?v ?H?z 式中v为脉动影响系数，根据建筑物高宽比地面粗糙程度查表可知v=0.46。
?为脉动增大系数，与基本风压?0，结构基本自振周期T及地面粗糙度有关。根据框架结构基本自振周期T?0.09n?0.09?11?0.99s。
?0T2?0.605?0.992?0.593
查表脉动增大系数??1.33
层数 Hi 24.6 23.1 20.1 17.1 14.1 Hi H?z 1.49 1.52 1.42 1.39 1.38 8
?z 0.97 0.90 0.84 0.84 0.74 ?s 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 ?0 0.605 0.605 0.605 0.605 0.605 ?k 1.16 1.05 0.96 0.87 0.77 女儿墙顶 7 6 5 4
- 1.0 0.9 0.7 0.6 哈尔滨学院本科毕业论文(设计) 3 2 1
11.1 8.1 5.1 0.5 0.4 0.2 1.32 1.25 1.12 0.74 0.74 0.74 1.3 1.3 1.3 0.605 0.605 0.605 0.72 0.68 0.63 2.3水平荷载作用下框架内力及侧移计算
2.3.1风荷载作用下楼层节点集中力计算
计算在风荷载作用下各楼层节点上集中力时，假定风荷载在层间为均匀分布，并假定上下相邻各半层层高范围内的风荷载按集中力作用本层楼面上。
7层处风荷载作用下楼层节点集中力计算。
F7?(?8?h8??7?h72)?B
?1.16?1.5?1.05?3.0?6.3
2?22.49KN
6层顶处风荷载作用下楼层节点集中力计算。
F6?(?7?h7??6?h62)?B
?19.02KN
其余各层风荷载引起的节点集中力及各曾剪力计算结果见表2-2
表2-2 风荷载做用下水平集中力及各层剪力计算表
风荷载标准层号 女儿墙 7 6 5 4
各层剪力各层集中力Fi 22.49 19.02 17.26 16.38 9
层高 1.5 3.0 3.0 3.0 3.0 值?k 1.16 1.05 0.96 0.87 0.77 Vi??Fi(KN) 22.49 41.51 58.77 75.15 哈尔滨学院本科毕业论文(设计) 3 2 1 3.0 3.0 5.1 0.72 0.68 0.63 14.11 13.23 12.41 89.26 102.49 114.90 2.3.2计算各梁、柱的线刚度ib和ic
计算梁线刚度时考虑到现浇楼板的作用，一边有楼板的梁截面惯性矩取I?1.05I0两边有楼板的梁梁面惯性矩取I?2I0。I0为按矩形截面计算的梁截面惯性矩。
线刚度计算公式i?EI。各梁、柱线刚度计算结果如下表所示。 l表2-3 各杆件惯性矩及线刚度表
b?h(mm) 600?300 L(mm) Ec(N/mm) 2bh3I0? 125.4?109 5.4?109 I?2I0 8.1?109 1.08?1010 i?EI(N.mm) l3.7?1010 6300 2800 5100 3000 31500 31500 31500 31500 梁 600?300 1.62?1011 0.3?1011 0.5?1011 500?500 柱 500?500 0.52?1010 0.52?1010 2.3.3计算各柱抗侧移刚度D
D值为使住上下端产生单位相对位移所需要施加的水平力，计算公式为
D??c12ic 2h各柱抗侧移刚度如表2-4。
2.3.4各柱剪力计算
设第i层第j个柱的D值为Dij，该层柱总数为m，该柱的剪力为
Vij?Dij?Vi?Dj?1m
ij
10